2015年5月10日 星期日

智慧電表,智慧水表

流量在物理中是一個很重要的概念,也是很多數據計算的基礎,在現實生活應用中,流量更是無所不在.舉例來講,用電的統計是根據電流從發電廠到家中所累積的流量做計算,假設從發電廠到家中每小時100安培的電流,根據公式計算,電流乘以電壓乘以功率因數就是耗電量.水也是一樣,除非家中自己有水井,不然水從水廠透過管路輸送到家中給人們使用最後也是計算流量來收費.

其實我常覺得日常生活中最重要的物質是什麼?陽光,空氣,水,電.太陽已經照射地球幾十億年,如果沒有陽光提供的熱跟亮度,地球會是一顆毫無生命的星球,攝氏零下幾百度的低溫人類無法生存,但是因為陽光太自然而且免費,所以不會有人覺得陽光非常重要.空氣也一樣,人如果窒息(吸不到氧氣),大概5-10分鐘之內就會死亡,但是也是因為地球提供的空氣是免費,所以也沒有人覺得空氣是重要物資.

人體70%是水,不喝水的話7天內大概會完蛋,所以水非常重要,地球70%的面積是海洋,但是全球可以飲用的淡水只佔地球全部水量的2%多,因為海水不能喝,而淡水的循環是水經由蒸發到高空中,冷卻後再落到陸地上,落到土壤中滲透到岩層裡面或是土壤裡面就變地下水,到溪,河裡面最後又會回到海洋.至於電大自然裡面閃電就是水蒸氣互相碰撞在高空中形成不同的電位差,最後經由閃電的作用釋放出來,但是現實情況中電沒辦法從大自然取用,必須由發電廠透過媒,石油,瓦斯,水力,風力,太陽能板等才能取得,因此跟有錢沒錢沒關係,這4樣東西是人類生存絕對必須的.

當然,我少提了一個食物,沒吃飯當然也活不下去,但是食物的單位不是用流量計算,它是用重量及營養價值及美味程度計價,跟流量沒關係,所以我就沒提.

最近台灣缺水,接下來5月底也要限電,原因跟責任大家都講很多,反正理由大家都知道,但是沒辦法解決就是了,現行台灣怎麼計算電費跟水費,就是派人到每一戶的電錶跟水表做抄表的動作,再把數據做為收費的基礎.工廠或是營業單位呢?也是一樣,如果一個事業體夠大,那麼一堆的管路裡面都需要表頭才能計算流量,電力的使用也需要表頭的顯示才能知道用掉多少.

如果一天要抄500個數據,每一個動作要花1分鐘,那就500分鐘去了,500除以60是8.3多,假設換算成工時,那麼一天的時間都在抄表的話那就太蠢了,而且時間太浪費了.可是現實是很多表頭並沒有資料傳送的功能,或是有客戶不會用,那麼還是要靠人去抄,那抄下來的資料再KEY進去電腦,所以這種流程還是非常浪費時間.坐在上面出命令的當然沒差,可是實際執行這種工作的人就累了.

所以說計算流量的東西如果沒有有效的資料傳送跟記錄功能是很糟糕的,這牽扯到一個國家安全的戰略高度的問題,台北市現在在清查前朝所做的BOT案,不管他是不是弊案還是政治鬥爭,如果這些建築物沒水沒電也就是一棟蚊子館而已,對於水電這種東西來講,一個沒水沒電的房子根本就沒用,如果說全台灣每年可以用的水是100億噸,除以民生必需每人一天300公升,所以全台灣不含工業生產的水量需求是0.3噸*2300萬人*365天=251850萬噸,也就是約25億噸,那麼灌溉食物的農田水若是50億噸,那麼應該還有25億噸的剩餘.

講這個意思就是說如果我們每年預估的水量算出來了,所有水庫的保有水量也算出來了,那麼保留這些民生用水的量剩下的才是給農業跟工業用.

那麼為什麼要用有資料傳送跟記錄的水表,第一.資料即時傳送到後端記錄跟整理,如果每個國民平均可用的水量只有一天300公升,那麼如果超過的部分就要加成收費,譬如說你是有錢人,結果一個浴缸的水就要一噸,一天3個人洗就用掉3噸,那麼超標10倍,超出的2.7噸就加成收費.

可是怎麼知道水表之後的房子是破屋還是豪宅?理面又住了幾個人?很簡單,假設每個國民所需的生活空間是20平方米(公共設施不算,用全國有效居住面積去算),那麼如果水表之後是豪宅,那登記的面積超過每人20平方米的必須空間,例如說一戶房子登記是200平方米,他應該要住10個人,可是只住了4個人,用水一天就用掉4噸5噸,那麼登記的建築面積跟水費計算掛勾計算.

可是這有一個問題,怎麼知道登記200平方米的房子裏面是住4個人還是10個人,人會移動,會跑來跑去,那水費要怎麼計算?如果是用現在的表頭,一個月或兩個月抄表一次,當然不知道用了多少,因為只看到一個總量.

可是如果是智慧水表跟電表,200平方米的房子住了10個人,一天的水量基本就是3噸,若是只住了4個人,不可能每天都去泡澡,因此若是每天抓一次累計流量的數據,在數據上就會呈現高高低低的趨勢出來,電腦數據一稽核長期一拉就能看出是不是豪宅,趨勢不合電腦預先設定的每人每天300公升用水模式就用加成計算.

用一個例子來模擬有幾個人,假設是建築登記200平方米,不知道理面的人長住跟移動的狀況,但是水錶的數據是每天最低2噸到4噸,並不會出現一天0流量(家裡沒人在),那麼應該可以判斷他是住10個人,那麼水電費就是以保障民生的單價計算.

但是這種計算方法如果碰到壞人,自己也弄一個水表,明明家理就只住2個人,因為如果不用掉也是被加成計費,那麼我就拼命用,天天多洗幾次澡,多澆幾次花,一定要用到預算盡為止,那麼怎麼辦?用一個很簡單算式來算,如果一噸保障國民的是20元一噸,懲罰性的是50元一噸,那麼10個人住在200平方米的房子,一天三噸水費就是60元,可是因為只住2個人,一天只能用600公升,若是按實申報則水費會變成0.6*20+2.4*50=132|元,相差62元.假設這樣設計大家一定拼命用.

這樣想的人對付傳統的表頭當然是可以,因為一個月取樣一次的頻率太低.可是除非你有光速的動作跟速度,不然我只要寫一段程式,縮短水表資料取樣時間的頻率,因為智慧水表的資料是即時連線到資料中心記錄下來,晚上大家都回來洗澡的洗澡,上廁所的上廁所,洗衣服的洗衣服,那個趨勢就會出來,家裏沒人的趨勢也會出來,人多人少不會分析不出來有幾個人用水,不怕你浪費.超出整體配額的就加價.這樣大家才會省水.

那麼如果你是有錢人或是愛享受,沒關係,多用的就多付一些錢,那樣也OK,但是基本人權保障的一定要低價,那麼政府才能從這些管理來完善我們的水電設施,保護我們的環境.

那麼對工業跟農業用的水怎麼管理呢?還有登記商業用的例如飯店,旅館,百貨公司這些非家用的怎麼計費跟管理呢?還有公共設施又怎麼弄呢?還是一樣,用水用電是拿來賺錢的就要比照國際的水準,比如說我們的競爭對手是多少錢我們就比照辦理,因為你用水用電是拿來賺錢,只要水電價格不超過我們對手國的水準,那就不能犧牲國人基本人權的保障拿補貼這些企業跟老闆.

因為即使出口賺了很多外匯,這些錢還是回到老闆的口袋裏,而那個卻是犧牲全體老百姓的權益來的,這樣哪裏公平?所以營業用的一定要比民生用價錢高.可是這樣會不會又有人挪用便宜的水來營業用?答案還是一樣,水的運送要花成本,你要挪用便宜的水來用就會造成家用表量暴增,爆增收費就會跳到另一個級距,根本划不來,如果這樣會造成你的成本反而暴增,請問沒有誘因誰會這樣做?而且電腦隨時勾稽你想跑也跑不掉.

電也是一樣,在替代能源暫時沒辦法取代傳統能源的情況下,每一個用電戶的用電數據取樣頻率越高,就越能真實反映用電的情況,基本人權保障的電跟水的算法一樣,用人口數跟建築使用面積掛勾,超出基本人權保障的就變貴.現有的方式當然是不行,但是電腦化就可以做到,因為資料是即時連線,這種系統國內的廠家就做的到了,例如宏碁,華碩這種專門做電腦的,電表水錶的部分現在比較先進的都有連線功能,資料撈到直接回去資料中心就好了.

辦法有了,那要如何執行?電表水錶都換成有通信功能的,再回到中華電信的線路上,不過現有的通信協定都是國外的,最好是自己開發,而電表水表的硬體要終身保固,所以不應該由現行公共工程的搞法來弄,應該國內有能力的廠商一起弄,然後終身保固,因為這是攸關國計民生的大事,環環相扣,不應該像一般的工程一樣,價低者得.

前一陣子台北的BOT案衍生了很多的爭議,以大巨蛋來講,如果每層樓都有水電用量的即時資料,一樓應該開放成公共跟逃生空間,那麼他用來營業,如果那層沒水沒電請問怎麼營業?根本連營業都沒辦法,如果你的用途跟當初申請不一樣,控制水電的供應是最簡單的,何必要把整個建築都拆掉,這樣是不是違法我不知道,但是政府可以想的方法很多,就像違規營業的場合最怕被斷水斷電,一斷水斷電生意就不用做了,何必大動干戈.勞民傷財.

就像台北拆違建,感覺是很有政治魄力,可是違建的發生有許多難解的理由,人家真金白銀弄的建築你把他拆了,是展現了公權力沒錯,可是一些弱勢的人反而搞得連棲身之所都沒有,如果你是違建,只要不是危害公共安全,透過水電量的計算,繳高一點的費用,那麼屋主就不會去弄違建,柴米油鹽醬醋茶是大部分人一輩子拼博的動機,違建的發生有時也跟工作就學有關係,我在家鄉賺不到錢,於是來到都市找機會,當然找便宜的房子,正統的房子租不起,於是就找簡陋的鐵皮屋加蓋,地下室改裝,或是違法隔間的房子,你把他拆了,這些人的工作跟就業都會受影響.因為很多都是弱勢族群.

台灣雖然有民主法治,可是很奇怪就是政府總是頭痛醫頭,腳痛醫腳,沒有從全局來做考量,一個國家的人民生活要過的好,充足的水電供應是基本的,工商業也一樣,可是我們現在這種水電管理的模式真的太落後了,你把全台灣所有的水錶電表都換成智慧型的,再透過大數據來管理,所有的東西都管理到了,也兼顧了公平正義.

最近要繳稅,可是很奇怪的我們的車輛管理幾十年來就是牌照稅,燃料稅,講說要隨油徵收也幾十年了,到現在還是一樣.為什麼這個東西可以看出政府的無能跟偏離國父孫中生思想精神的三民主義軌道,我講一個簡單例子,你我各買一台1600CC的車子,一年燃料+牌照是12000元,可是你的車一年跑4萬,我的一年跑一萬,跑4萬的當然用的馬路比較多,排放的空污也多,繳一樣的錢合理嗎?每年搞兩次,這些稅單的作業成本多少,徵稅成本多少?要多少公務員來處理這些事情,老百姓又要花多少時間來處理這些事情?這些都是浪費國家的資源.如果改成隨油徵收,這些成本都省了,只要10個人就夠了,因為從中油跟台塑的出貨量去徵就可以了,現在在搞這些監理站的,稅務機關的,金融機構的,花了多少無謂的金錢的時間.

再講一件很好玩的事情,前一陣子不是有一個新聞,有錢人進了一部5.6仟萬的跑車,結果因為車子輕馬力太大油耗過高怎麼調教都過不了而無法領牌,這種車一年跑的里程數了不起幾千一萬公里而已,為什麼他要跟2仟CC,1仟多CC的車一樣耗油量,既然空污費,道路建設,雜七雜八費用都已經灌在油裏面,有開有發動才會耗油,我買來欣賞不開,或是偶而假日開去拉拉風,該付的費用都已經在汽油裏面了,先進國家都可以開的車難道台灣比別人先進嗎?他的有錢朋友看到他領不到牌,那有可能再進一台,可是如果可以領牌合法上路,他的朋友不是心癢癢也進,那樣國庫不是又賺錢了?

更何況進口車的關稅跟貨物稅那麼高,一部高價車進來繳的稅大概是產地車價兩倍,稍微高一點污染(其實也高不到哪去)一年開幾千公里跟低污染但是一年開幾萬的比較,低污染車排放的總量還更多,這是多簡單的數學.|一部幾千萬的車進來國庫就進帳幾千萬稅金(關稅,貨物稅),多進一點國庫荷包滿滿,反正有錢人很多叫他繳一般稅都會想辦法避稅逃稅,可是像這種身分地位象徵的炫耀品很多人可是花錢不手軟,你政府處處要跟小老百姓作對,從小老百姓上拔毛,可是這種現成好撈的你不去撈,這就是奇怪的地方.還是同一個概念,超過民生必須的就必須付較高的代價,如果你付的起,那這樣就達到透過差別訂價及課稅完成公平正義的目標.因為這些稅就可以拿來做你應該做的事情.畢竟開超跑不是民生必需,吃飯,有水有電可以生活才是.

水電油是最重要的民生問題,透過科技的管理就可以把他弄好,當然,這種技術應用在工廠,住家早就不是問題,就是很簡單的把表頭裝一裝,透過連線回到監控做統計記錄而已,如果沒有這些數據,管理上當然比較困難,有了數據可以分析,很多平常難做的事情都會變的輕鬆而容易的.